DE102006037500B3 - Low leakage ESD protection circuit and ESD protection method - Google Patents

Low leakage ESD protection circuit and ESD protection method Download PDF

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
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Abstract

Eine ESD-Schutzschaltung mit einem Kontaktanschluss (100), einem ersten Versorgungsspannungsanschluss (110) für ein erstes Versorgungspotential (VDD), einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss (120) für ein zweites Versorgungspotential (VSS), einer Transistorkette (210; 220) mit mehreren Transistoren (210-1-5; 220-1-5), wobei Senkenanschlüsse der Transistoren mit einem der Versorgungsspannungsanschlüsse (110; 120) verbunden sind, wobei der Steueranschluss eines ersten Transistors (210-1; 220-1) der Transistorkette (210; 220) mit dem anderen der Versorgungsspannungsanschlüsse (120; 110) verbunden ist, wobei die Steueranschlüsse des oder der übrigen Transistoren jeweils mit dem Quellenanschluss des vorhergehenden Transistors verbunden sind und wobei der Quellenanschluss des letzten Transistors (210-5; 220-5) der Transistorkette (210; 220) mit dem Kontaktanschluss (100) verbunden ist und einer Stromquelle (300; 400), die mit einem Quellenanschluss von zumindest einem der Transistoren der Transistorkette (210; 220) verbunden ist und einen Strom (I<SUB>bias</SUB>) liefern kann, der bis zu einer maximal tolerierbaren Spannungsabweichung von dem ersten (VDD) oder dem zweiten Versorgungspotential (VSS) an dem Kontaktanschluss (100) einen in den oder aus dem Quellenanschluss fließenden Strom kompensiert.An ESD protection circuit having a contact terminal (100), a first supply voltage terminal (110) for a first supply potential (VDD), a second supply voltage terminal (120) for a second supply potential (VSS), a transistor chain (210; 220) with a plurality of transistors ( 220-1-5), wherein drain terminals of the transistors are connected to one of the supply voltage terminals (110; 120), the control terminal of a first transistor (210-1; 220-1) of the transistor string (210; 220 ), the control terminals of the remaining transistor (s) being respectively connected to the source terminal of the preceding transistor and the source terminal of the last transistor (210-5; 220-5) of the transistor string (210); 210; 220) is connected to the contact terminal (100) and a power source (300; 400) connected to a source terminal of at least one of the transistors or the transistor chain (210; 220) and which can supply a current (I <SUB> bias </ SUB>) which can be converted to a maximum tolerable voltage deviation from the first (VDD) or the second supply potential (VSS) at the contact terminal (100) or compensates for current flowing from the source terminal.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ESD-Schutzschaltung (ESD = Electrostatic Discharge, elektrostatische Entladung) mit einem geringen Leckstrom, wie sie beispielsweise zum Schutz von integrierten Schaltungen zum Einsatz kommen kann.The The present invention relates to an ESD protection circuit (ESD = Electrostatic Discharge, electrostatic discharge) with a low leakage current, as for example for the protection of integrated circuits for Use can come.

Elektrostatische Entladung ist beispielsweise ein elektrischer Stromimpuls, der, ausgelöst durch eine große Potentialdifferenz, über elektrisch leitendes, aber auch über ein normalerweise elektrisch isolierendes Material fließen kann.electrostatic Discharge is, for example, an electrical current pulse which, triggered through a big one Potential difference, over electrically conductive, but also about a normally electrically insulating material can flow.

Integrierte Schaltungen (IC = Integrated Circuit) werden oft durch Spannungsspitzen geschädigt, die aktive Elemente innerhalb der integrierten Schaltung überlasten und einen dauerhaften Schaden verursachen können. Berührt beispielsweise ein Körper, der statische Elektrizität aufweist, metallische Anschlussstifte eines ICs, so entlädt dieser eine hohe Spannung über die metallischen Anschlussstifte des ICs, wodurch dessen interne Schaltungen beschädigt werden können. Elektrostatische Entladung kann also verursachen, dass ein elektrisches System seine Wirksamkeit verliert.integrated Circuits (IC = Integrated Circuit) are often caused by voltage spikes damaged, the Overload active elements within the integrated circuit and cause permanent damage. For example, touches a body that static electricity has metallic pins of an IC, so this discharges a high voltage over the metallic pins of the IC, reducing its internal Circuits damaged can be. Electrostatic discharge can thus cause an electrical System loses its effectiveness.

Eine ESD-Schutzschaltung kann schädigende Effekte von elektrostatischer Entladung verhindern. Gleichzeitig muss eine ESD-Schutzschaltung der Energie der elektrostatischen Entladung widerstehen können, um nicht selbst beschädigt zu werden. Des Weiteren sollte eine ESD-Schutzschaltung nur dann eingreifen, wenn eine elektrostatische Entladung auftritt.A ESD protection circuit can be harmful Prevent the effects of electrostatic discharge. simultaneously must be an ESD protection circuit of the energy of the electrostatic Can withstand discharge not damaged by yourself to become. Furthermore, an ESD protection circuit should only work engage when an electrostatic discharge occurs.

Bei einem normalen Betrieb der integrierten Schaltung, d.h. wenn keine elektrostatische Entladung an Ein-/Ausgabe-Kontakten eines IC's Auftritt, ist es aus Gründen einer Leistungsaufnahme der integrierten Schaltung vorteilhaft, wenn über die Ein-/Ausgabekontakte des IC's kein bzw. nur ein geringer Strom fließt. Die Forderung nach geringen Strömen über die Ein-/Ausgabekontakte wird nur gestellt, wenn die zu schützende Schaltung versorgt, also in Betrieb ist. Signale von Sensoren, die entweder von einer anderen Versorgungsspannung gespeist werden als beispielsweise zu schützende Auswerte-ICs, oder Signale, wo es aufgrund von Verschiebungen von Bezugspotentialen auf langen Leitungen zu Über- oder Unterspannungen an den Ein-/Ausgabekontakten des Auswerte-ICs kommen kann, sorgen dafür, dass die Eingangsspannungen des ICs über eine obere Versorgungsspannung (VDD) oder unter eine untere Versorgungsspannung (VSS) gehen können. Dabei sollte eine ESD-Schutzschaltung so dimensioniert sein, dass sie bei zu tolerierenden Eingangsspannungen geringfügig über der oberen (VDD) oder geringfügig unter der unteren Versorgungsspannung (VSS) nur geringe Eingangsströme aufweist.at normal operation of the integrated circuit, i. if no Electrostatic discharge on input / output contacts of an IC's appearance, it is for the sake of a Power consumption of the integrated circuit advantageous when using the input / output contacts of the IC or no only a small amount of electricity flows. The demand for low currents over the Input / output contacts is only provided if the circuit to be protected supplied, so is in operation. Signals from sensors, either be fed by a different supply voltage than, for example to be protected Evaluation ICs, or signals where it is due to shifts of Reference potentials on long lines to over or under voltages the input / output contacts of the evaluation IC can ensure that the input voltages of the IC over an upper supply voltage (VDD) or below a lower supply voltage (VSS) can go. In this case, an ESD protection circuit should be dimensioned so that at slightly tolerable input voltages slightly above the upper (VDD) or slightly below the lower supply voltage (VSS) has only low input currents.

EP 0 753 892 A1 offenbart eine ESD-Schutzschaltung für integrierte Schaltungen mit einer Darlington-Diodenkette, die zwischen eine Ein-/Ausgabekontaktstelle und eine erste Versorgungsspannung geschaltet ist. Dabei sind die Senken- bzw. Kollektoranschlüsse von Transistoren der Darlington-Schaltung über einen Widerstand mit einer zweiten Versorgungsspannung verbunden. Zur Leckstrombegrenzung im Normalbetrieb (d.h. keine Über- bzw. Unterspannung an der Ein-/Ausgabekontaktstelle) offenbart EP 0 753 892 A1 einen Dämpfungstransistor zwischen der Basis der ersten Stufe der Darlington-Schaltung und der Basis der letzten Stufe. Der Zweck des Dämpfungstransistors ist, die Spannung an der Basis der ersten Transistorstufe auf diejenige einer in Durchlassrichtung vorgespannten Diode unterhalb der ersten Versorgungsspannung zu klemmen. Hierdurch werden die anderen pnp-Stufen gedämpft, bis die Spannung an der Ein-/Ausgabekontaktstelle die erste Versorgungsspannung übersteigt. Der Dämpfungstransistor wird dazu verwendet, Leckströme in Sperrrichtung zu dämpfen. EP 0 753 892 A1 discloses an integrated circuit ESD protection circuit having a Darlington diode string connected between an input / output pad and a first supply voltage. In this case, the drain or collector terminals of transistors of the Darlington circuit are connected via a resistor to a second supply voltage. For leakage current limiting in normal operation (ie no over- or undervoltage at the input / output contact point) disclosed EP 0 753 892 A1 an attenuation transistor between the base of the first stage of the Darlington circuit and the base of the last stage. The purpose of the damping transistor is to clamp the voltage at the base of the first transistor stage to that of a forward biased diode below the first supply voltage. As a result, the other pnp stages are attenuated until the voltage at the input / output pad exceeds the first supply voltage. The damping transistor is used to damp reverse leakage currents.

US 2003/0151877 A1 offenbart eine ESD-Schutzschaltung für eine integrierte Schaltung, die zwischen einen ersten Versorgungsspannungsanschluss (Vdd) und einen zweiten Versorgungsspannungsanschluss (Vss) geschaltet ist. Des Weiteren ist die integrierte Schaltung mit einem ersten Ein-/Ausgabeanschluss und einem zweiten Ein-/Ausgabeanschluss verbunden. Falls ein positiver oder negativer ESD-Überspannungspuls von dem ersten zu dem zweiten Ein-/Ausgabeanschluss auftritt, leitet eine Schalteinrichtung. Um Leckströme über Dioden zu kompensieren, umfasst die ESD-Schutzschaltung eine positive Ladungspumpe und eine negative Ladungspumpe. Die positive Ladungspumpe ist zwischen Vdd und eine positive ESD-Busleitung geschaltet. Die negative Ladungspumpe ist zwischen Vss und eine negative ESD-Busleitung geschaltet. Durch die positive Ladungspumpe wird die positive ESD-Busleitung auf eine Spannung vorgeladen, die größer ist als die größte erwartete Eingangsspannung an dem ersten Ein-/Ausgabeanschluss. In ähnlicher Weise wird die negative ESD-Busleitung auf eine Spannung unterhalb der kleinsten zu erwartenden Signalspannung von der negativen Ladungspumpe vorgeladen. US 2003/0151877 A1 discloses an ESD protection circuit for an integrated circuit connected between a first supply voltage terminal (Vdd) and a second supply voltage terminal (Vss). Furthermore, the integrated circuit is connected to a first input / output port and a second input / output port. If a positive or negative ESD overvoltage pulse occurs from the first to the second input / output port, a switching device will conduct. To compensate for leakage through diodes, the ESD protection circuit includes a positive charge pump and a negative charge pump. The positive charge pump is connected between Vdd and a positive ESD bus line. The negative charge pump is connected between Vss and a negative ESD bus line. The positive charge pump precharges the positive ESD bus line to a voltage greater than the largest expected input voltage at the first input / output port. Similarly, the negative ESD bus line is precharged to a voltage below the lowest expected signal voltage from the negative charge pump.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Gemäß Ausführungsbeispielen schafft die vorliegende Erfindung eine ESD-Schutzschaltung mit einem Kontaktanschluss, einem ersten Versorgungsspannungsanschluss für ein erstes Versorgungspotential, einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss für ein zweites Versorgungspotential, einer Transistorkette mit mehreren Transistoren, wobei Senkenanschlüsse der Transistoren mit einem der Versorgungsspannungsanschlüsse verbunden sind, wobei ein Steueranschluss eines ersten Transistors der Transistorkette mit dem anderen der Versorgungsspannungsanschlüsse verbunden ist, wobei die Steueranschlüsse des oder der übrigen Transistoren, die jeweils mit dem Quellenanschluss des vorhergehenden Transistors verbunden sind und wobei der Quellenanschluss eines letzten Transistors der Transistorkette mit dem Kontaktanschluss verbunden ist, und einer Stromquelle, die mit einem Quellenanschluss von zumindest einem der Transistoren der Transistorkette verbunden ist und einen Strom liefern kann, der bis zu einer maximal tole rierbaren Spannungsabweichung von dem ersten oder zweiten Versorgungspotential an dem Kontaktanschluss einen in den oder aus dem Quellenanschluss fließenden Strom kompensiert, wobei das erste Versorgungspotential höher als das zweite Versorgungspotential ist.According to embodiments, the present invention provides an ESD protection circuit having a contact terminal, a first supply voltage terminal for a first supply po tential, a second supply voltage terminal for a second supply potential, a transistor chain having a plurality of transistors, wherein drain terminals of the transistors are connected to one of the supply voltage terminals, wherein a control terminal of a first transistor of the transistor chain is connected to the other of the supply voltage terminals, wherein the control terminals of the one or the other Transistors each connected to the source terminal of the preceding transistor and wherein the source terminal of a last transistor of the transistor chain is connected to the contact terminal, and a current source connected to a source terminal of at least one of the transistors of the transistor chain and capable of supplying a current, the up to a maximum tolerable voltage deviation from the first or second supply potential at the contact terminal kompe a current flowing in or out of the source terminal current nsiert, wherein the first supply potential is higher than the second supply potential.

Somit weisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung den Vorteil auf, dass durch die Verwendung der Stromquelle, die mit einem Quellenanschluss von einem der Transistoren der Transistorkette verbunden ist, ein Steuerstrom eines dem Einspeisungsknoten folgenden Transistors verringert bzw. kompensiert werden kann, um einen Leckstrom der Transistorkette in den bzw. aus dem Kontaktanschluss zu verringern.Consequently exemplary embodiments The present invention has the advantage that by the use the power source connected to a source terminal of one of the transistors the transistor chain is connected, a control current of the feed node following transistor can be reduced or compensated to a leakage current of the transistor chain in or out of the contact connection to reduce.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIG the enclosed drawings closer explained. Show it:

1 ein Schaltbild einer herkömmlichen ESD-Schutzschaltung mit in Reihe geschalteten Dioden; 1 a circuit diagram of a conventional ESD protection circuit with series-connected diodes;

2 ein Schaltbild einer herkömmlichen ESD-Schutzschaltung mit einer Darlington-Schaltung aus npn-Transistoren und einer Darlington-Schaltung aus pnp-Transistoren; 2 a circuit diagram of a conventional ESD protection circuit with a Darlington circuit of npn transistors and a Darlington circuit of pnp transistors;

3 ein Prinzipschaltbild einer Unterspannungsschutzschaltung mit einer Stromquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a schematic diagram of an undervoltage protection circuit with a power source according to an embodiment of the present invention;

4 ein Prinzipschaltbild einer ESD-Überspannungsschutzschaltung mit einer Stromquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 4 a schematic diagram of an ESD overvoltage protection circuit with a power source according to an embodiment of the present invention; and

5 ein Prinzipschaltbild einer kombinierten ESD Unter-/Überspannungs-Schutzschaltung mit zwei Stromquellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 a schematic diagram of a combined ESD under / overvoltage protection circuit with two current sources according to an embodiment of the present invention.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description the invention

Bezüglich der nachfolgenden Beschreibung sollte beachtet werden, dass bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen gleich oder gleichwirkende Funktionselemente gleiche Bezugszeichen aufweisen und somit die Beschreibungen dieser Funktionselemente in den verschiedenen, in den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen untereinander austauschbar sind.Regarding the following description should be noted that in the different embodiments the same or equivalent functional elements have the same reference numerals and thus the descriptions of these functional elements in the different, in the embodiments illustrated below with each other are interchangeable.

1 zeigt beispielhaft eine herkömmliche ESD-Schutzschaltung für eine in 1 nicht gezeigte integrierte Schaltung. 1 shows by way of example a conventional ESD protection circuit for in 1 not shown integrated circuit.

Die ESD-Schutzschaltung weist einen Ein-/Ausgabekontaktanschluss 100, einen ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 für ein erstes Versorgungspotential VDD und einen zweiten Versorgungsspannungsanschluss 120 für ein zweites Versorgungspotential VSS auf. Zwischen den Kontaktanschluss 100 und den ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 ist eine erste Dioden-Reihenschaltung 130 in Durchlassrichtung geschaltet. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich eine erste und eine letzte Diode der Dioden-Reihenschaltung 130 mit den Bezugszeichen 130-1 bzw. 130-N gekennzeichnet, wobei N eine Anzahl der in Reihe geschalteten Dioden bedeutet. Ferner ist zwischen den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 120 und den Kontaktanschluss 100 eine zweite Dioden-Reihenanordnung 130 in Durchlassrichtung geschaltet. Der in 1 eingezeichnete Pfeil soll einen Signalweg von dem Kontaktanschluss 100 zu einer nicht gezeigten zu schützenden integrierten Schaltung andeuten.The ESD protection circuit has an input / output contact terminal 100 , a first supply voltage connection 110 for a first supply potential VDD and a second supply voltage connection 120 for a second supply potential VSS. Between the contact connection 100 and the first supply voltage terminal 110 is a first diode series connection 130 switched in the forward direction. For the sake of clarity, only a first and a last diode of the diode series circuit 130 with the reference numerals 130-1 respectively. 130-N wherein N represents a number of diodes connected in series. Furthermore, between the second supply voltage connection 120 and the contact connection 100 a second diode array 130 switched in the forward direction. The in 1 drawn arrow is supposed to be a signal path from the contact terminal 100 indicate an integrated circuit, not shown, to protect.

Die in 1 gezeigte ESD-Schutzschaltung ist für Ein-/Ausgabekontakte bzw. Ein-/Ausgabe-Pads geeignet, die Überspannungen relativ zu der oberen Versorgungsspannung VDD oder Unterspannungen relativ zu der unteren Versorgungsspannung VSS ausgesetzt werden können. Die Anzahl der in Reihe geschalteten Dioden der Dioden-Reihenanordnung bzw. des Dioden-Stacks 130 hängt von einer Höhe einer zu tolerierenden Über- bzw. Unterspannung VPAD ab (z.B. VSS – 2V < VPAD < VDD + 2V). Tritt an dem Kontaktanschluss 100 ein Überspannungsimpuls mit einer Spannung oberhalb der zu tolerierenden Überspannung auf, d.h. beispielsweise VPAD > VDD + 2V, wird die Überspannung mit einem Strom über die erste Dioden-Reihenschaltung bzw. den ersten Diodenstack 130 in Durchlassrichtung nach VDD abgeleitet. Bei einer negativen Überspannung bzw. Unterspannung, d.h. beispielsweise VPAD < VSS – 2V, wird die Unterspannung mit einem Strom von VSS über den zweiten Diodenstack 130 zum Kontaktanschluss 100 hin abgebaut.In the 1 The ESD protection circuit shown is suitable for input / output pads which may be subjected to overvoltages relative to the upper supply voltage VDD or undervoltages relative to the lower supply voltage VSS. The number of series-connected diodes of the diode array or the diode stack 130 depends on a level of tolerable over or under voltage VPAD (eg VSS - 2V <V PAD <VDD + 2V). Occurs at the contact connection 100 an overvoltage pulse having a voltage above the overvoltage to be tolerated, ie, for example, V PAD > VDD + 2V, the overvoltage becomes current through the first diode series circuit and the first diode stack, respectively 130 derived in the forward direction to VDD. With a negative overvoltage or undervoltage, ie, for example, V PAD <VSS - 2V, the undervoltage will be at a current of VSS across the second diode stack 130 to the contact connection 100 broken down.

In einer integrierten CMOS-Technologie, insbesondere BiCMOS-Technologie, lassen sich aufgrund des gemeinsamen Substrats keine isolierten Dioden realisieren und der Diodenstack 130 stellt sich als eine Reihenschaltung von pnp-Basis-Emitterstrecken mit gemeinsamen Kollektor (im Fall einer Technologie auf p-Substratbasis das gemeinsame Substrat) an VSS dar. Eine integrierte Dioden-Reihenschaltung stellt sich im Allgemeinen als eine Reihenschaltung von parasitären pnp-Transistoren mit gemeinsamen Kollektor (p-Substrat) an VSS dar. Eine solche Serien-Anordnung von Transistoren wird im Allgemeinen als Darlington-Anordnung bezeichnet. Ein Potentialunterschied zwischen VPAD und VSS verursacht einen Leckstrom von VPAD über n-Wannen und einen p-Substratbereich hin zu VSS. Zwischen dem Potentialunterschied VPAD – VSS und dem Leckstrom besteht ein exponentieller Zusammenhang. Für Anwendungen, bei denen es auf einen geringen Stromverbrauch ankommt, beispielsweise bei Anwendungen in mobilen Endgeräten mit begrenzter Energieversorgung, ist ein geringer bzw. kein Leckstrom wünschenswert.In an integrated CMOS technology, in particular BiCMOS technology, it is not possible to realize isolated diodes and the diode stack due to the common substrate 130 represents itself as a series connection of common collector pnp-base-emitter paths (in the case of a p-substrate-based technology the common substrate) at VSS. An integrated diode series circuit generally turns out to be a series circuit of common pnp parasitic transistors Collector (p-type substrate) to VSS. Such a series arrangement of transistors is commonly referred to as a Darlington arrangement. A potential difference between V PAD and VSS causes a leakage current from VPAD across n-wells and a p-type substrate region to VSS. There is an exponential relationship between the potential difference V PAD - VSS and the leakage current. For low power applications, such as applications in limited power mobile terminals, low or no leakage is desirable.

2 zeigt eine herkömmliche ESD-Schutzschaltung mit parasitären Transistoren für Über- bzw. Unterspannungen außerhalb eines tolerierbaren Bereichs um eine erste Versorgungsspannung VDD bzw. eine zweite Versorgungsspannung VSS. 2 shows a conventional ESD protection circuit with parasitic transistors for over or under voltages outside a tolerable range by a first supply voltage VDD and a second supply voltage VSS.

Die in 2 dargestellte ESD-Schutzschaltung weist den Kontaktanschluss 100, den ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 und den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 120 auf. Ferner umfasst die Schaltung eine erste Transistorkette 210, welche fünf npn-Transistoren aufweist, von denen der Übersichtlichkeit halber lediglich zwei mit dem Bezugszeichen 210-1 und 210-5 gekennzeichnet sind. Eine zweite Transistorkette 220 weist eine Darlington-Anordnung von fünf pnp-Transistoren auf, von denen lediglich zwei mit dem Bezugszeichen 220-1 und 220-5 gekennzeichnet sind.In the 2 shown ESD protection circuit has the contact terminal 100 , the first supply voltage connection 110 and the second supply voltage terminal 120 on. Furthermore, the circuit comprises a first transistor chain 210 which has five npn transistors, of which only two are shown by the reference numeral for the sake of clarity 210-1 and 210-5 Marked are. A second transistor chain 220 has a Darlington arrangement of five pnp transistors, of which only two are designated by the reference numeral 220-1 and 220-5 Marked are.

Ein Basisanschluss eines ersten npn-Transistors 210-1 der ersten Transistorkette 210 ist mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss 120 für das zweite Versorgungspotential VSS gekoppelt. Ein Emitteranschluss des ersten npn-Transistors 210-1 der ersten Transistorkette 210 ist mit dem Basisanschluss eines zweiten npn-Transistors der ersten Transistorkette 210 geschaltet. Ein Kollektoranschluss des ersten npn-Transistors 210-1 der ersten Transistorkette 210 ist mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 für das erste Versorgungspotential VDD verbunden. Der Emitteranschluss des zweiten npn-Transistors der ersten Transistorkette 210 ist wiederum mit dem Basisanschluss eines dritten npn-Transistors der ersten Transistorkette verbunden, wobei der Emitteranschluss des dritten npn-Transistors mit dem Basisanschluss eines vierten npn-Transistors und der Emitteranschluss des vierten npn-Transistors mit dem Basisanschluss des fünften bzw. letzten npn-Transistors 210-5 der Transistorkette 210 verbunden ist. Die Kollektoranschlüsse sämtlicher npn-Transistoren der ersten Transistorkette 210 sind mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 für das erste Versorgungspotential VDD verbunden. Der Emitteranschluss des letzten npn-Transistors 210-5 der Transistorkette 210 ist ferner mit dem Kontaktanschluss 100 für das Kontaktpotential VPAD gekoppelt.A base terminal of a first npn transistor 210-1 the first transistor chain 210 is with the second supply voltage connection 120 coupled for the second supply potential VSS. An emitter terminal of the first npn transistor 210-1 the first transistor chain 210 is connected to the base terminal of a second npn transistor of the first transistor chain 210 connected. A collector terminal of the first npn transistor 210-1 the first transistor chain 210 is with the first supply voltage connection 110 connected for the first supply potential VDD. The emitter terminal of the second npn transistor of the first transistor chain 210 is in turn connected to the base terminal of a third npn transistor of the first transistor chain, wherein the emitter terminal of the third npn transistor to the base terminal of a fourth npn transistor and the emitter terminal of the fourth npn transistor to the base terminal of the fifth and last npn transistor 210-5 the transistor chain 210 connected is. The collector terminals of all npn transistors of the first transistor chain 210 are with the first supply voltage connection 110 connected for the first supply potential VDD. The emitter terminal of the last npn transistor 210-5 the transistor chain 210 is also connected to the contact terminal 100 coupled for the contact potential V PAD .

Die zweite Transistorkette 220 weist einen ersten pnp-Transistor 220-1 auf, dessen Basisanschluss mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 für das erste Versorgungspotential VDD verschaltet ist. Der Emitteranschluss des ersten pnp-Transistors 220-1 der zweiten Transistorkette 220 ist mit einem Basisanschluss eines zweiten pnp-Transistors der zweiten Transistorkette 220 verschaltet. Der Emitteranschluss des zweiten pnp-Transistors der zweiten Transistorkette 220 ist wiederum mit einem Basisanschluss eines dritten pnp-Transistors verschaltet, dessen Emitteranschluss wieder mit dem Basisanschluss eines vierten pnp-Transistors gekoppelt ist. Der Emitteranschluss des vierten pnp-Transistors der zweiten Transistorkette 220 ist mit dem Basisanschluss des fünften bzw. letzten pnp-Transistors 220-5 der zweiten Transistorkette 220 verschaltet. Die Kollektoranschlüsse sämtlicher pnp-Transistoren der zweiten Transistorkette 220 sind mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss 120 für das zweite Versorgungspotential VSS verbunden. Der Emitteranschluss des letzten pnp-Transistors 220-5 der zweiten Transistorkette 220 ist mit dem Kontaktanschluss 100 verbunden.The second transistor chain 220 has a first pnp transistor 220-1 on, whose base terminal to the first supply voltage terminal 110 is connected for the first supply potential VDD. The emitter terminal of the first PNP transistor 220-1 the second transistor chain 220 is connected to a base terminal of a second pnp transistor of the second transistor chain 220 connected. The emitter terminal of the second pnp transistor of the second transistor chain 220 is in turn connected to a base terminal of a third pnp transistor whose emitter terminal is again coupled to the base terminal of a fourth pnp transistor. The emitter terminal of the fourth pnp transistor of the second transistor chain 220 is connected to the base terminal of the fifth and last pnp transistor, respectively 220-5 the second transistor chain 220 connected. The collector terminals of all pnp transistors of the second transistor chain 220 are connected to the second supply voltage connection 120 connected for the second supply potential VSS. The emitter terminal of the last pnp transistor 220-5 the second transistor chain 220 is with the contact connection 100 connected.

Um eine Funktionsweise der in 2 gezeigten ESD-Schutzschaltung zu veranschaulichen, ist in 2 ein Strompfad für eine negative Überspannung bzw. Unterspannung an dem Eingangsanschluss 100 angedeutet, d.h. VPAD < VSS. Wird die Spannung VPAD am Kontaktanschluss 100 ungefähr kleiner als die zweite Versorgungsspannung VSS minus der fünffachen Basis-Emitterspannung VBE eines npn-Transistors der ersten Transistorkette 210, d.h. VPAD < VSS – 5·VBE, so schalten die Transistoren der Darlington-Anordnung 210 durch und die Unterspannung VPAD < VSS – 5·VBE kann über den in 2 angedeuteten Strom fluss über die Transistoren der ersten Transistorkette 210 hin zum Kontaktanschluss 100 abgebaut werden.To a functioning of in 2 The illustrated ESD protection circuit is shown in FIG 2 a current path for a negative overvoltage or undervoltage at the input terminal 100 indicated, ie V PAD <VSS. Is the voltage V PAD at the contact terminal 100 approximately smaller than the second supply voltage VSS minus five times the base-emitter voltage V BE of an npn transistor of the first transistor chain 210 , ie V PAD <VSS - 5 · V BE , the transistors of the Darlington arrangement switch 210 through and the undervoltage V PAD <VSS - 5 · V BE can be applied via the in 2 indicated current flow through the transistors of the first transistor chain 210 towards the contact connection 100 be reduced.

Betrachtet man die ESD-Schutzschaltung von 2, so handelt es sich um eine Mehrfach-Darlington-Schaltung und der Strom mit dem das Pad bzw. der Kontaktanschluss 100 bei einer negativen Eingangsspannung VPAD belastet wird, ist nicht, wie bei dem in 1 dargestellten Diodenstack 130, der Strom durch eine Basis-Emitter-Diode, über der ein Fünftel der negativen Eingangsspannung, d.h. (VSS – VPAD)/5, abfällt, sondern der mit der fünften Potenz der Transistor-Stromverstärkung β verstärkte Basisstrom I0 des Transistors 210-1, dessen Basis an dem zweiten Versorgungspotential VSS liegt. Dabei sei eine abnehmende Stromverstärkung der Transistorkette 210 durch Hochstrominjektion vernachlässigt.Looking at the ESD protection circuit of 2 , so it is a multiple Darlington circuit and the current with the pad or the contact terminal 100 at a negative Input voltage V PAD is not charged, as with the in 1 illustrated diode stack 130 , the current through a base-emitter diode, over which one fifth of the negative input voltage, ie (VSS - V PAD ) / 5 drops, but the base of the power amplification β amplified base current I 0 of the transistor 210-1 whose base is at the second supply potential VSS. Here is a decreasing current gain of the transistor chain 210 neglected by high current injection.

Liegt eine Spannung VPAD an dem Pad 100 innerhalb des zu tolerierenden Über- bzw. Unterspannungsfensters (z.B. VSS – 2V < VPAD < VDD + 2V), so besteht eine Forderung nach sehr geringen Leckströmen an dem Kontaktanschluss 100, vorzugsweise nach Leckströmen kleiner 1 nA. Weiterhin kommt erschwerend hinzu, dass bei hohen Temperaturen ein Spannungsabfall über einer Basis-Emitterstrecke eines Transistors, der groß genug ist, um als ESD-Schutz zu dienen, nur noch sehr gering ist (beispielsweise 300 mV < VBE < 400 mV). Daher sollten ca. fünf bis sieben Dioden in Reihe geschaltet werden, um die Überspannungsanforderung in Kombination mit einem geringen Padstrom erfüllen zu können. Das kann wiederum eine ESD-Schutzperformance deutlich verbessern, da bei einem hohen Strom, der zum Begrenzen eines ESD-Pulses erforderlich ist, über einem der Transistorstacks 210 bzw. 220 natürlich auch vielfach höhere Spannungen abfallen als dies bei einer Einzeldiode der Fall wäre. Einzeldioden werden typischerweise als Standardlösungen für Eingänge verwendet, bei denen eine Spannung innerhalb der Betriebsspannungsgrenzen bleibt. Mit dem erhöhten Spannungsabfall über dem Transistor-Stack 210 bzw. 220 steigt allerdings auch ein Risiko, das interne zu schützende Schaltungen eines ICs durch eine erhöhte Klemmenspannung VPAD – VDD bzw. VPAD – VSS geschädigt werden.If there is a voltage VPAD on the pad 100 within the tolerable over or under voltage window (eg VSS - 2V <VPAD <VDD + 2V), there is a demand for very low leakage currents at the contact connection 100 , preferably after leakage currents less than 1 nA. A further complication is that at high temperatures, a voltage drop across a base-emitter path of a transistor which is large enough to serve as ESD protection, is only very low (for example, 300 mV <V BE <400 mV). Therefore, about five to seven diodes should be connected in series to meet the overvoltage requirement in combination with a low pad current. This, in turn, can significantly improve ESD protection performance because of the high current required to confine an ESD pulse across one of the transistor stacks 210 respectively. 220 Of course, many times higher voltages fall off than would be the case with a single diode. Single diodes are typically used as standard solutions for inputs where a voltage remains within the operating voltage limits. With the increased voltage drop across the transistor stack 210 respectively. 220 However, there is also a risk that internal circuits to be protected of an IC are damaged by an increased terminal voltage V PAD - VDD or V PAD - VSS.

Andere bekannte ESD-Strukturen verwenden beispielsweise antiserielle Dioden, um einen Eingang einer integrierten Schaltung gegen elektrostatische Entladung zu schützen. Eine der beiden Dioden arbeitet dabei meist als Zener- oder Avalanche-Diode. Ihre Durchbruchsspannung zusammen mit der Flussspannung der jeweils anderen Diode bestimmt dabei die maximale bzw. minimale zulässige Eingangspannung, oberhalb bzw. unterhalb derer eine Stromaufnahme der ESD-Struktur stark ansteigt. Diese ESD-Strukturen können jedoch häufig durch Zusatzimplantationen zur Einstellung des Durchbruchs und oft nur in Verbindung mit sogenannten Buried-Lagers zur Senkung von Bahnwiderständen realisiert werden, wodurch erhebliche Mehrkosten für einen Fertigungsprozess entstehen, welche für wenige spezielle ESD-Pads oft nicht zu rechtfertigen sind.Other For example, known ESD structures use antisera diodes, around an input of an integrated circuit against electrostatic To protect discharge. One of the two diodes usually works as a zener or avalanche diode. Their breakdown voltage along with the forward voltage of each another diode determines the maximum or minimum permissible input voltage, above or below which a current consumption of the ESD structure rises sharply. However, these ESD structures can often be augmented with additional implants for setting the breakthrough and often only in conjunction with so-called buried camp realized for the reduction of railway resistances which results in significant additional costs for a manufacturing process, which for few special ESD pads are often unjustifiable.

Nachdem im Vorhergehenden anhand der 12 herkömmliche ESD-Schutzschaltungen beschrieben wurden, wird im Nachfolgenden Bezug nehmend auf die 35 auf ESD-Schutzschaltungen gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung näher eingegangen.After the above by the 1 - 2 will be described below with reference to the 3 - 5 on ESD protection circuits according to embodiments of the present invention discussed in more detail.

Um die im Vorhergehenden beschriebenen Leckströme verringern zu können, weist eine ESD-Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stromquelle auf, die mit einem Emitteranschluss von zumindest einem der Transistoren der Transistorketten 210 und/oder 220 verbunden ist und die einen Strom Ibias liefern kann, der bis zu einer maximal tolerierbaren Spannungsabweichung ΔVmax von dem ersten Versorgungspotential VDD oder dem zweiten Versorgungspotential VSS an dem Kontaktanschluss 100 einen in den oder aus dem Emitteranschluss fließenden Strom kompensiert.In order to reduce the leakage currents described above, an ESD protection circuit according to an exemplary embodiment of the present invention has a current source which has an emitter terminal of at least one of the transistors of the transistor chains 210 and or 220 is connected and can supply a current I bias , up to a maximum tolerable voltage deviation .DELTA.V max from the first supply potential VDD or the second supply potential VSS at the contact terminal 100 compensates for a current flowing in or out of the emitter terminal.

Wird die maximal tolerierbare Spannungsabweichung ΔVmax von dem ersten Versorgungspotential VDD oder dem zweiten Versorgungspotential VSS überschritten, soll entsprechend eine der Transistorketten 210 bzw. 220 durchschalten, d.h. eine elektrostatische Entladung von dem Kontaktanschluss 100 hin zu einem entsprechenden der beiden Versorgungsspannungsanschlüsse 110 bzw. 120 ermöglichen.Is the maximum tolerable voltage deviation AV max exceeded by the first supply potential VDD or the second supply potential VSS, to corresponding one of the transistor chains 210 respectively. 220 switch through, ie an electrostatic discharge from the contact terminal 100 towards a corresponding one of the two supply voltage connections 110 respectively. 120 enable.

Somit weisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung den Vorteil auf, dass in einem Normalbetrieb einer integrierten Schaltung, die eine erfindungsgemäße ESD-Schutzschaltung aufweist, Leckströme der ESD-Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verhindert bzw. verringert werden können und somit eine geringere Leistungsaufnahme der integrierten Schaltung ermöglicht wird.Consequently exemplary embodiments The present invention has the advantage that in a normal operation an integrated circuit comprising an ESD protection circuit according to the invention has, leakage currents the ESD protection circuit according to an embodiment can be prevented or reduced by the present invention and thus a lower power consumption of the integrated circuit allows becomes.

3 zeigt eine ESD-Schutzschaltung für einen Unterspannungsschutz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 shows an ESD protection circuit for undervoltage protection according to an embodiment of the present invention.

Die in 3 gezeigte erfindungsgemäße ESD-Schutzschaltung weist den Kontaktanschluss 100, den ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 für das erste Versorgungspotential VDD und den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 120 für das zweites Versorgungspotential VSS auf. Ferner weist die erfindungsgemäße ESD-Schutzschaltung eine Darlington-Schaltung 210 von npn-Transistoren auf, die wie anhand von 2 beschrieben, verschaltet ist. Zusätzlich weist die in 3 gezeigte ESD-Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stromlieferungsschaltung 300 auf, die zwischen das erste Versorgungspotential VDD und das zweite Versorgungspotential VSS geschaltet ist, und mit einem Emitteranschluss des vierten npn-Transistors bzw. einem Basisanschluss des fünften npn-Transistors 210-5 der Transistorkette 210 verbunden ist.In the 3 shown inventive ESD protection circuit has the contact terminal 100 , the first supply voltage connection 110 for the first supply potential VDD and the second supply voltage connection 120 for the second supply potential VSS. Furthermore, the ESD protection circuit according to the invention has a Darlington circuit 210 of npn transistors, as based on 2 described, is interconnected. In addition, the in 3 12 shows an ESD protection circuit according to an embodiment of the present invention, a power supply circuit 300 on, which is connected between the first supply potential VDD and the second supply potential VSS, and with an emitter terminal of the fourth npn transistor or a Base terminal of the fifth npn transistor 210-5 the transistor chain 210 connected is.

Die erfindungsgemäße ESD-Schutzschaltung bedient sich zum eigentlichen ESD-Schutz weiterhin der Darlington-Schaltung 210 parasitärer Bipolartransistoren 210-1 bis 210-5 und verwendet zusätzlich wenigstens eine Stromquelle 300, welche der Transistorkette 210 einen Strom Ibias zu- bzw. abführt. Der zusätzlich eingespeiste bzw. abgeführte Strom Ibias dient dazu, den Basisstrom des dem Einspeisungsknoten folgenden Transistors 210-5 zu verringern oder komplett zu kompensieren. Da die erforderliche Stromquelle 300 einen Strom Ibias liefern muss, der von einem Potential unterhalb der zweiten Versorgungsspannung VSS getrieben wird, weist die Stromquelle 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Ladungspumpe zur Spannungserniedrigung auf. Die Größenordnung des von der Ladungspumpe 300 „abgesaugbaren" Stroms Ibias muss dazu größer sein als der Emitterstrom des Transistors, der die Basis des Transistors 210-5 ansteuert. Dabei liegt die Stromquelle 300 jedoch nicht in dem Strompfad der ESD-Struktur, sondern liefert nur den maximalen Strom Ibias, den sie bereitstellen kann, da sie, wie im Vorhergehenden bereits erwähnt, als Stromquelle arbeitet.The ESD protection circuit according to the invention continues to use the Darlington circuit for the actual ESD protection 210 parasitic bipolar transistors 210-1 to 210-5 and additionally uses at least one power source 300 , which is the transistor chain 210 add or remove a current I bias . The additionally injected or dissipated current I bias serves to convert the base current of the transistor following the feed node 210-5 reduce or completely compensate. Because the required power source 300 must supply a current I bias , which is driven by a potential below the second supply voltage VSS, the current source 300 According to one embodiment of the present invention, a charge pump for voltage reduction. The magnitude of the charge pump 300 "Suckable" current I bias must be greater than the emitter current of the transistor, which is the base of the transistor 210-5 controls. This is the power source 300 but not in the current path of the ESD structure, but provides only the maximum current I bias that it can provide, as it operates as a current source, as previously mentioned.

Im Normalbetrieb einer zu schützenden integrierten Schaltung, d.h. wenn an dem Kontaktanschluss 100 eine Spannung innerhalb des zu tolerierenden Über- bzw. Unterspannungsfensters (z.B. VSS – 2V < VPAD < VDD + 2V) anliegt, soll ein Leckstrom I5 in bzw. aus dem Kontaktanschluss 100 minimiert werden. Für den Fall, dass an dem Pad 100 eine geringere Spannung VPAD als die zweite Versorgungsspannung VSS anliegt, wobei VPAD nur in geringem Maße von VSS abweicht (d.h. beispielsweise VSS – VPAD < 5·VBE), so dass die Transistoren der Transistorkette 210 noch nicht durchschalten, bildet sich ein Leckstrom, wie es in 3 angedeutet ist. Ein geringer Leckstrom I0 fließt in die Basis des ersten Transistors 210-1 der Transistorkette 210 und wird mit einem Stromverstärkungsfaktor β jeweils über die nachfolgenden Transistorenstufen verstärkt, so dass der Basisstrom I4 des letzten Transistors 210-5 dem Basisstrom des ersten Transistors 210-1 multipliziert mit β4 entspricht, d.h. I4 = I0·β4. Bei der maximal tolerierbaren Unterspannung, d.h. wenn also die Transistoren der Transistorkette 210 gerade noch nicht durchschalten, ist dieser Strom I4 an der Basis des letzten Transistors 210-5 maximal. Um den Leckstrom I5 in den Kontaktanschluss 100 zu verringern bzw. zu vermeiden, saugt die Stromquelle bzw. die Ladungspumpe 300 den Basisstrom I4 des Transistors 210-5 ab, so dass der Emitterstrom I5 des Transistors 210-5 in den Kontaktanschluss 100 vernachlässigt werden kann. Sobald die Spannung VPAD kleiner wird als die minimal zu tolerierende Unterspannung, wird der Basisstrom des letzten Transistors 210-5 größer als der von der Ladungspumpe 300 absaugbare Maximalstrom I4,max und die „normale" Wirkungsweise der ESD-Schutzstruktur setzt ein.In normal operation of an integrated circuit to be protected, ie when at the contact terminal 100 a voltage within the tolerable over or under voltage window (eg VSS - 2V <V PAD <VDD + 2V) is applied, a leakage current I 5 in or out of the contact terminal 100 be minimized. In the event that on the pad 100 a lower voltage VPAD than the second supply voltage VSS is applied, wherein VPAD deviates only slightly from VSS (ie, for example VSS - V PAD <5 * V BE ), so that the transistors of the transistor chain 210 not yet turn on, forms a leakage current, as in 3 is indicated. A low leakage current I 0 flows into the base of the first transistor 210-1 the transistor chain 210 and is amplified with a current amplification factor β in each case via the subsequent transistor stages, so that the base current I 4 of the last transistor 210-5 the base current of the first transistor 210-1 multiplied by β 4 , ie I 4 = I 0 · β 4 . At the maximum tolerable undervoltage, ie if so the transistors of the transistor chain 210 just not switch through, this current is I 4 at the base of the last transistor 210-5 maximum. To the leakage current I 5 in the contact connection 100 To reduce or avoid sucks the power source or the charge pump 300 the base current I 4 of the transistor 210-5 from, so that the emitter current I 5 of the transistor 210-5 in the contact connection 100 can be neglected. As soon as the voltage VPAD becomes smaller than the minimum undervoltage to be tolerated, the base current of the last transistor becomes 210-5 greater than that of the charge pump 300 Extractable maximum current I 4, max and the "normal" mode of action of the ESD protection structure begins.

Für die Auswahl des Knotens, in den der Strom der Stromquelle 300 eingespeist werden soll, ergeben sich zwei Kriterien.For the selection of the node in which the current of the power source 300 is to be fed, there are two criteria.

Ein erstes Kriterium ist die Minimierung des Eingangsstroms I5 am Pad 100. Der Eingangsstrom I5 am Pad 100 ist dann minimal, wenn der Strom Ibias direkt an dem Basisanschluss des letzten Transistors 210-5 in der Kette 210 eingespeist bzw. abgesaugt wird, da der letzte Transistor 210-5 dann keinen Basisstrom mehr erhält. Wie im Vorhergehenden beschrieben, ist die Stromquelle 300 dabei so zu dimensionieren, dass sie wenigstens einen Strom Ibias liefern bzw. absaugen kann, der so groß ist wie der Strom I4,max, der bei nichtangeschlossener Stromquelle 300 bei maximal tolerierbarer Über- bzw. Unterspannung in die Basis des letzten Transistors 210-5 fließt. Es wird dazu aber von der Stromquelle 300 ein Strom Ibias benötigt, der um die vierte Potenz der Stromverstärkung β größer ist als der Basisstrom I0 des ersten Transistors 210-1 der Transistorkette 210, d.h. Ibias = I0·β4. Dabei wird die Stromquelle bzw. die Ladungspumpe 300 jedoch maximal belastet.A first criterion is the minimization of the input current I 5 at the pad 100 , The input current I 5 at the pad 100 is then minimal when the current I bias is applied directly to the base terminal of the last transistor 210-5 in the chain 210 is fed or sucked, since the last transistor 210-5 then no more base current receives. As described above, the power source is 300 It should be dimensioned so that they can deliver or suck at least one current I bias , which is as large as the current I 4, max , the non-connected power source 300 at maximum tolerable over or under voltage in the base of the last transistor 210-5 flows. It is but from the power source 300 a current I bias needed, which is larger by the fourth power of the current gain β than the base current I 0 of the first transistor 210-1 the transistor chain 210 , ie I bias = I 0 · β 4 . In this case, the current source or the charge pump 300 however, maximum load.

Ein zweites Kriterium ist die Minimierung der Last der Stromquelle bzw. Ladungspumpe 300. Die Last der Ladungspumpe 300 ist dann minimal, wenn der Strom Ibias direkt am Basisanschluss des zweiten Transistors in der Transistorkette 210 eingespeist wird, da hier lediglich der einmal verstärkte Basisstrom I1 = I0·β des ersten Transistors 210-1 der Transistorkette 210 kompensiert werden muss. Dabei wird aber auch nur eine Reduktion des Eingangsleckstroms in das Pad 100 um eine Potenz der Stromverstärkung β erreicht.A second criterion is the minimization of the load of the current source or charge pump 300 , The load of the charge pump 300 is then minimal, when the current I bias directly at the base terminal of the second transistor in the transistor chain 210 is fed, since only the once amplified base current I 1 = I 0 · β of the first transistor 210-1 the transistor chain 210 must be compensated. At the same time, only a reduction of the input leakage current into the pad will occur 100 by a power of the current gain β achieved.

Aus der Kombination der beiden Kriterien lässt sich ableiten, dass man einen geringst möglichen Leckstrom am Pad 100 mit zusätzlich minimaler Belastung der Ladungspumpe 300 dann erreichen kann, wenn man in alle oder in zumindest mehrere Basisanschlüsse der Transistoren der Transistorkette 210 Ströme einspeist, wie es in 3 angedeutet ist. Die Ladungspumpe wird dann im Idealfall mit dem Vierfachen des einfach verstärkten Basisstroms I1 = I0·β belastet.From the combination of the two criteria it can be deduced that one has the lowest possible leakage current at the pad 100 with additional minimal load on the charge pump 300 can then reach when in all or at least in several base terminals of the transistors of the transistor chain 210 Streams fed in, as it is in 3 is indicated. The charge pump is then ideally loaded with four times the singly amplified base current I 1 = I 0 .beta.

Das im Vorhergehenden anhand der Unterspannungs-Schutzschaltung gemäß 3 beschriebene erfindungsgemäße Konzept lässt sich natürlich genauso auf eine Überspannungs-Schutzschaltung übertragen. 4 zeigt eine Überspannungs-Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.The above with reference to the undervoltage protection circuit according to 3 Of course, the inventive concept described can of course also be transferred to an overvoltage protection circuit. 4 shows an overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present invention.

Die in 4 gezeigte erfindungsgemäße Überspannungs-Schutzschaltung weist den Kontaktanschluss 100, den ersten Versorgungsspannungsanschluss 110 für das erste Versorgungspotential VDD und den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 120 für das zweite Versorgungspotential VSS auf. Ferner weist die erfindungsgemäße ESD-Schutzschaltung eine Darlington-Schaltung 220 von pnp-Transistoren auf, die wie anhand von 2 beschrieben, verschaltet ist. Zusätzlich weist die in 4 gezeigte Überspannungs-Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Stromlieferungsschaltung 400 auf, die zwischen das erste Versorgungspotential VDD und das zweite Versorgungspotential VSS geschaltet ist, und mit einem Emitteranschluss des ersten pnp- Transistors 220-1 bzw. einem Basisanschluss des zweiten pnp-Transistors der Transistorkette 220 verbunden ist.In the 4 shown inventive Overvoltage protection circuit has the contact terminal 100 , the first supply voltage connection 110 for the first supply potential VDD and the second supply voltage connection 120 for the second supply potential VSS. Furthermore, the ESD protection circuit according to the invention has a Darlington circuit 220 of pnp transistors, as based on 2 described, is interconnected. In addition, the in 4 The overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present invention has a power supply circuit 400 on, which is connected between the first supply potential VDD and the second supply potential VSS, and with an emitter terminal of the first PNP transistor 220-1 or a base terminal of the second pnp transistor of the transistor chain 220 connected is.

Da hier die erforderliche Stromquelle 400 einen Strom Ibias liefern muss, der von einem Potential oberhalb der ersten Versorgungsspannung VDD getrieben wird, weist die Stromquelle 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Ladungspumpe zur Spannungserhöhung auf. Auch hier kann man einen geringst möglichen Leckstrom am Pad 100 mit zusätzlich minimaler Belastung der Ladungspumpe 400 dann erreichen, wenn man in alle oder in zumindest mehrere Basisanschlüsse der Transistoren der Transistorkette 220 Ströme einspeist, wie es in 4 angedeutet ist. Die Ladungspumpe wird dann im Idealfall mit dem Vierfachen des einfach verstärkten Basisstroms I1 = I0·β belastet Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Überspannungsschutz gemäß 4 natürlich auch mit einem Unterspannungsschutz gemäß 3 kombiniert werden. Eine kombinierte Unter-/Überspannungsschutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 5 gezeigt. Die Funktionsweise der Unter-/Überspannungsschutzschaltung ergibt sich aus den im Vorhergehenden bereits beschriebenen Funktionsweisen der Einzelschaltungen anhand von 3 bzw. 4.Since here the required power source 400 must supply a current I bias , which is driven by a potential above the first supply voltage VDD, the current source 400 According to one embodiment of the present invention, for example, a charge pump for increasing the voltage. Again, you can have a lowest possible leakage current on the pad 100 with additional minimal load on the charge pump 400 then reach, if in all or in at least several base terminals of the transistors of the transistor chain 220 Streams fed in, as it is in 4 is indicated. The charge pump is then ideally loaded with four times the single-boosted base current I 1 = I 0 .beta. In accordance with a further exemplary embodiment of the present invention, overvoltage protection according to FIG 4 of course, also with an undervoltage protection according to 3 be combined. A combined under / overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present invention is shown in FIG 5 shown. The operation of the under / overvoltage protection circuit results from the above-described modes of operation of the individual circuits based on 3 respectively. 4 ,

Im Hinblick auf weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Ausführungsformen der verwendeten Transistoren denkbar. Wie im Vorhergehenden beschrieben wurde, können beispielsweise Bipolar-Transistoren verwendet werden. in the With regard to further embodiments of the Various embodiments of the present invention are used Transistors conceivable. As described above, for example Bipolar transistors are used.

100100
KontaktanschlussContact Termination
110110
Versorgungsspannungsanschluss für ein erstes VersorgungspotentialSupply voltage connection for a first supply potential
120120
Versorgungsspannungsanschluss für ein zweites VersorgungspotentialSupply voltage connection for a second supply potential
130130
Dioden-ReihenanordnungDiode array
210210
npn-TransistorketteNPN transistor chain
220220
pnp-TransistorkettePNP transistor chain
300300
Stromquelle mit Spannungserniedrigungpower source with voltage lowering
400400
Stromquelle mit Spannungserhöhungpower source with voltage increase

Claims (14)

ESD-Schutzschaltung mit folgenden Merkmalen: einem Kontaktanschluss (100); einem ersten Versorgungsspannungsanschluss (110) für ein erstes Versorgungspotential (VDD); einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss (120) für ein zweites Versorgungspotential (VSS), wobei das erste Versorgungspotential (VDD) höher als das zweite Versorgungspotential (VSS) ist; einer npn-Transistorkette (210) mit mehreren npn-Transistoren (210-1–5), wobei Kollektoranschlüsse der npn-Transistoren mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss (110) verbunden sind, wobei der Basisanschluss eines ersten npn-Transistors (210-1) der npn-Transistorkette (210) mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss (120) verbunden ist, wobei die Basisanschlüsse des oder der übrigen npn-Transistoren jeweils mit dem Emitteranschluss des vorhergehenden npn-Transistors verbunden sind und wobei der Emitteranschluss des letzten npn-Transistors (210-5) der npn-Transistorkette (210) mit dem Kontaktanschluss (100) verbunden ist; und einer Stromquelle (300), die mit einem Emitteranschluss von zumindest einem der npn-Transistoren der npn-Transistorkette (210) verbunden ist, wobei die Stromquelle (300) eine Spannungserniedrigungsschaltung umfasst, die zwischen die Versorgungsspannungsanschlüsse (VDD; VSS) geschaltet ist und eine gegenüber dem zweiten Versorgungspotential (VSS) geringere Spannung erzeugen kann, und wobei die Stromquelle (300) einen Strom (Ibias) liefern kann, der bis zu einer maximal tolerierbaren Spannungsabweichung von dem zweiten Versorgungspotenti al (VSS) an dem Kontaktanschluss (100) einen aus dem Emitteranschluss fließenden Strom kompensiert.ESD protection circuit with the following features: a contact connection ( 100 ); a first supply voltage connection ( 110 ) for a first supply potential (VDD); a second supply voltage connection ( 120 ) for a second supply potential (VSS), wherein the first supply potential (VDD) is higher than the second supply potential (VSS); an npn transistor chain ( 210 ) with several npn transistors ( 210-1 5), collector terminals of the npn transistors being connected to the first supply voltage terminal ( 110 ), wherein the base terminal of a first npn transistor ( 210-1 ) of the npn transistor chain ( 210 ) with the second supply voltage connection ( 120 ), wherein the base terminals of the one or more npn transistors are respectively connected to the emitter terminal of the preceding npn transistor and wherein the emitter terminal of the last npn transistor ( 210-5 ) of the npn transistor chain ( 210 ) with the contact connection ( 100 ) connected is; and a power source ( 300 ) connected to an emitter terminal of at least one of the npn transistors of the npn transistor chain ( 210 ), the power source ( 300 ) comprises a voltage lowering circuit connected between the supply voltage terminals (VDD; VSS) and capable of generating a lower voltage than the second supply potential (VSS), and wherein the power source ( 300 ) can supply a current (I bias ), which is up to a maximum tolerable voltage deviation from the second Versorgungspotenti al (VSS) at the contact terminal ( 100 ) compensates a current flowing out of the emitter terminal. ESD-Schutzschaltung gemäß Anspruch 1, wobei die Spannungserniedrigungsschaltung (300) eine Ladungspumpe umfasst.An ESD protection circuit according to claim 1, wherein the voltage lowering circuit ( 300 ) comprises a charge pump. ESD-Schutzschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stromquelle (300) mit den Emitteranschlüssen sämtlicher npn-Transistoren der npn-Transistorkette (210) verbunden ist.ESD protection circuit according to one of the preceding claims, wherein the current source ( 300 ) with the emitter terminals of all npn transistors of the npn transistor chain ( 210 ) connected is. ESD-Schutzschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaltung in einer CMOS-Technologie hergestellt ist.ESD protection circuit according to one of the preceding Claims, wherein the circuit is made in a CMOS technology. ESD-Schutzschaltung mit folgenden Merkmalen: einem Kontaktanschluss (100); einem ersten Versorgungsspannungsanschluss (110) für ein erstes Versorgungspotential (VDD); einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss (120) für ein zweites Versorgungspotential (VSS), wobei das erste Versorgungspotential (VDD) höher als das zweite Versorgungspotential (VSS) ist; einer pnp-Transistorkette (220) mit mehreren pnp-Transistoren (220-1–5), wobei Kollektoranschlüsse der pnp-Transistoren mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss (120) verbunden sind, wobei der Basisanschluss eines ersten pnp-Transistors (220-1) der pnp-Transistorkette (220) mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss (110) verbunden ist, wobei die Basisanschlüsse des oder der übrigen pnp-Transistoren jeweils mit dem Emitteranschluss des vorhergehenden pnp-Transistors verbunden sind und wobei der Emitteranschluss des letzten pnp-Transistors (220-5) der pnp-Transistorkette (220) mit dem Kontaktanschluss (100) verbunden ist; und einer Stromquelle (400), die mit einem Emitteranschluss von zumindest einem der pnp-Transistoren der pnp-Transistorkette (220) verbunden ist, wobei die Stromquelle (400) eine Spannungserhöhungsschaltung umfasst, die zwischen die Versorgungsspannungsanschlüsse (VDD; VSS) geschaltet ist und eine gegenüber der ersten Versorgungsspannung (VDD) höhere Spannung erzeugen kann, und wobei die Stromquelle (400) einen Strom (Ibias) liefern kann, der bis zu einer maximal tolerierbaren Spannungsabweichung von dem ersten Versorgungspotential (VDD) an dem Kontaktanschluss (100) einen in den Emitteranschluss fließenden Strom kompensiert.ESD protection circuit with the following features: a contact connection ( 100 ); a first supply voltage connection ( 110 ) for a first supply potential (VDD); a second supply voltage connection ( 120 ) for a second supply potential (VSS), wherein the first supply potential (VDD) is higher than the second supply potential (VSS); a pnp transistor chain ( 220 ) with a plurality of pnp transistors ( 220-1 5), collector terminals of the pnp transistors having the second supply voltage connection ( 120 ), wherein the base terminal of a first pnp transistor ( 220-1 ) of the pnp transistor chain ( 220 ) with the first supply voltage connection ( 110 ), wherein the base terminals of the one or more pnp transistors are respectively connected to the emitter terminal of the preceding pnp transistor and the emitter terminal of the last pnp transistor ( 220-5 ) of the pnp transistor chain ( 220 ) with the contact connection ( 100 ) connected is; and a power source ( 400 ) connected to an emitter terminal of at least one of the pnp transistors of the pnp transistor chain ( 220 ), the power source ( 400 ) includes a voltage booster circuit connected between the supply voltage terminals (VDD; VSS) and capable of generating a higher voltage than the first supply voltage (VDD), and wherein the power source ( 400 ) can supply a current (I bias ), which is up to a maximum tolerable voltage deviation from the first supply potential (VDD) at the contact terminal ( 100 ) compensates for a current flowing in the emitter terminal. ESD-Schutzschaltung gemäß Anspruch 5, wobei die Spannungserhöhungsschaltung (400) eine Ladungspumpe umfasst.An ESD protection circuit according to claim 5, wherein the voltage booster circuit ( 400 ) comprises a charge pump. ESD-Schutzschaltung gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Stromquelle (400) mit den Emitteranschlüssen sämtlicher pnp-Transistoren der pnp-Transistorkette (220) verbunden ist.ESD protection circuit according to one of claims 5 or 6, wherein the power source ( 400 ) with the emitter terminals of all pnp transistors of the pnp transistor chain ( 220 ) connected is. ESD-Schutzschaltung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Schaltung in einer CMOS-Technologie hergestellt ist.ESD protection circuit according to one of claims 5 to 7, wherein the circuit is manufactured in a CMOS technology. Vorrichtung zum ESD-Schutz, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung (100) zum Ein- und/oder Ausgeben eines Signals; einer Einrichtung (110) zum Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung (VDD); einer Einrichtung (120) zum Bereitstellen einer zweiten Versorgungsspannung (VSS), wobei die erste Versorgungsspan nung (VDD) höher als die zweite Versorgungsspannung (VSS) ist; einer Einrichtung (210) zum Schalten, die mehrere in Reihe geschaltete npn-Transistoren aufweist, wobei die Kollektoranschlüsse der npn-Transistoren mit der ersten Versorgungsspannung (VDD) verbunden sind, wobei der Basisanschluss eines ersten npn-Transistors (210-1) der Einrichtung (210) mit der zweiten Versorgungsspannung (VSS) verbunden ist, wobei die Basisanschlüsse des oder der übrigen npn-Transistoren jeweils mit dem Emitteranschluss des vorhergehenden npn-Transistors verbunden sind und wobei der Emitteranschluss eines letzten npn-Transistors (210-5) der Einrichtung (210) mit dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) verbunden ist; und einer Einrichtung (300) zum Liefern eines Stroms (Ibias), die mit einem Emitteranschluss von einem der mehreren npn-Transistoren der Einrichtung (210) verbunden ist, wobei die Einrichtung (300) zum Liefern eines Stroms (Ibias) eine Einrichtung zur Spannungserniedrigung umfasst, die zwischen die Versorgungsspannungen (VDD; VSS) geschaltet ist und eine gegenüber der zweiten Versorgungsspannung (VSS) geringere Spannung erzeugen kann, und wobei die Einrichtung (300) zum Liefern eines Stroms einen Strom liefern kann, der bis zu einer maximalen tolerierbaren Spannungsabweichung von der zweiten Versorgungsspannung (VSS) an dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) einen aus dem Emitteranschluss fließenden Strom kompensiert.Apparatus for ESD protection, comprising: a device ( 100 ) for inputting and / or outputting a signal; a facility ( 110 ) for providing a first supply voltage (VDD); a facility ( 120 ) for providing a second supply voltage (VSS), wherein the first supply voltage (VDD) is higher than the second supply voltage (VSS); a facility ( 210 ) for switching comprising a plurality of npn transistors connected in series, the collector terminals of the npn transistors being connected to the first supply voltage (VDD), the base terminal of a first npn transistor ( 210-1 ) of the institution ( 210 ) is connected to the second supply voltage (VSS), wherein the base terminals of the one or more npn transistors are respectively connected to the emitter terminal of the preceding npn transistor and wherein the emitter terminal of a last npn transistor ( 210-5 ) of the institution ( 210 ) with the input and / or output contact ( 100 ) connected is; and a facility ( 300 ) for supplying a current (I bias ) connected to an emitter terminal of one of the plurality of npn transistors of the device (I) 210 ), the device ( 300 ) for supplying a current (I bias ) comprises a device for voltage reduction, which is connected between the supply voltages (VDD; VSS) and can produce a voltage lower than the second supply voltage (VSS), and wherein the device ( 300 ) for supplying a current which can supply a current up to a maximum tolerable voltage deviation from the second supply voltage (VSS) at the input and / or output contact ( 100 ) compensates a current flowing out of the emitter terminal. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Einrichtung (300) zur Spannungserniedrigung eine Ladungspumpe umfasst.Apparatus according to claim 9, wherein the device ( 300 ) comprises a charge pump for lowering the voltage. Vorrichtung zum ESD-Schutz, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung (100) zum Ein- und/oder Ausgeben eines Signals; einer Einrichtung (110) zum Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung (VDD); einer Einrichtung (120) zum Bereitstellen einer zweiten Versorgungsspannung (VSS), wobei die erste Versorgungsspannung (VDD) höher als die zweite Versorgungsspannung (VSS) ist; einer Einrichtung (220) zum Schalten, die mehrere in Reihe geschaltete pnp-Transistoren aufweist, wobei die Kollektoranschlüsse der pnp-Transistoren mit der zweiten Versorgungsspannung (VSS) verbunden sind, wobei der Basisanschluss eines ersten pnp-Transistors (220-1) der Einrichtung (220) mit der ersten Versorgungsspannung (VDD) verbunden ist, wobei die Basisanschlüsse des oder der übrigen pnp-Transistoren jeweils mit dem Emitteranschluss des vorhergehenden pnp-Transistors verbunden sind und wobei der Emitteranschluss eines letzten pnp-Transistors (220-5) der Einrichtung (220) mit dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) verbunden ist; und einer Einrichtung (400) zum Liefern eines Stroms (Ibias), die mit einem Emitteranschluss von einem der mehreren pnp-Transistoren der Einrichtung (220) verbunden ist, wobei die Einrichtung (400) zum Liefern eines Stroms (Ibias) eine Einrichtung zur Spannungserhöhung umfasst, die zwischen die Versorgungsspannungen (VDD; VSS) geschaltet ist und eine gegenüber der ersten Versorgungsspannung (VDD) höhere Spannung erzeugen kann, und wobei die Einrichtung (400) zum Liefern eines Stroms einen Strom liefern kann, der bis zu einer maximalen tolerierbaren Spannungsabweichung von der ersten Versorgungsspannung (VDD) an dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) einen in den Emitteranschluss fließenden Strom kompensiert.Apparatus for ESD protection, comprising: a device ( 100 ) for inputting and / or outputting a signal; a facility ( 110 ) for providing a first supply voltage (VDD); a facility ( 120 ) for providing a second supply voltage (VSS), the first supply voltage (VDD) being higher than the second supply voltage (VSS); a facility ( 220 ) having a plurality of pnp transistors connected in series, the collector terminals of the pnp transistors being connected to the second supply voltage (VSS), the base terminal of a first pnp transistor ( 220-1 ) of the institution ( 220 ) is connected to the first supply voltage (VDD), wherein the base terminals of the one or more pnp transistors are respectively connected to the emitter terminal of the preceding pnp transistor and wherein the emitter terminal of a last pnp transistor ( 220-5 ) of the institution ( 220 ) with the input and / or output contact ( 100 ) connected is; and a facility ( 400 ) for supplying a current (I bias ) connected to an emitter terminal of one of the plurality of pnp transistors of the device ( 220 ), the device ( 400 ) for supplying a current (I bias ) comprises a means for increasing the voltage, which is connected between the supply voltages (VDD; VSS) and can generate a voltage higher than the first supply voltage (VDD), and wherein the device ( 400 ) for supplying a current, which can supply a current up to a maximum tolerable voltage deviation from the first supply voltage (VDD) at the input and / or output contact ( 100 ) compensates for a current flowing in the emitter terminal. ESD-Schutzschaltung gemäß Anspruch 11, wobei die Einrichtung (400) zur Spannungserhöhung eine Ladungspumpe umfasst.An ESD protection circuit according to claim 11, wherein the device ( 400 ) comprises a charge pump for increasing the voltage. Verfahren zum ESD-Schutz, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Ein- und/oder Ausgabekontakts (100); Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung (VDD); Bereitstellen einer zweiten Versorgungsspannung (VSS), wobei die erste Versorgungsspannung (VDD) höher als die zweite Versorgungsspannung (VSS) ist; Herstellen einer Verbindung zwischen dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) und einem Anschluss für die zweite Versorgungsspannung (VSS) mittels einer npn-Transistorkette (210), wenn eine maximal tolerierbare Spannungsabweichung (ΔVmax) von dem zweiten Versorgungspotential (VSS) überschritten wird, wobei die npn-Transistorkette (210) mehrere npn-Transistoren (210-1–5) aufweist, wobei Kollektoranschlüsse der npn-Transistoren mit der ersten Versorgungsspannungen (VDD) verbunden sind, wobei der Basisanschluss eines ersten npn-Transistors (210-1) der npn-Transistorkette (210) mit der zweiten Versorgungsspannung (VSS) verbunden ist, wobei die Basisanschlüsse des oder der übrigen npn-Transistoren jeweils mit dem Emitteranschluss des vorhergehenden npn-Transistors verbunden sind und wobei der Emitteranschluss eines letzten npn-Transistors (210-5) der npn-Transistorkette (210) mit dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) verbunden ist; und Liefern eines Stroms (Ibias) mit einer Stromquelle (300), die mit einem Emitteranschluss von einem der mehreren npn-Transistoren der npn-Transistorkette (210) verbunden ist, wobei die Stromquelle (300) eine gegenüber der zweiten Versorgungsspannung (VSS) geringere Spannung erzeugen kann, und wobei die Stromquelle (300) einen Strom liefern kann, der bis zu einer maximalen tolerierbaren Spannungsabweichung von der zweiten Versorgungsspannung (VSS) an dem Ein- und/oder Ausga bekontakt (100) einen aus dem Emitteranschluss fließenden Strom kompensiert.Method for ESD protection, comprising the following steps: providing an input and / or output contact ( 100 ); Providing a first supply voltage (VDD); Providing a second supply voltage (VSS), the first supply voltage (VDD) being higher than the second supply voltage (VSS); Establishing a connection between the input and / or output contact ( 100 ) and a connection for the second supply voltage (VSS) by means of an npn transistor chain ( 210 ), when a maximum tolerable voltage deviation (ΔV max ) from the second supply potential (VSS) is exceeded, the npn transistor chain ( 210 ) a plurality of npn transistors ( 210-1 5), wherein collector terminals of the npn transistors are connected to the first supply voltages (VDD), the base terminal of a first npn transistor ( 210-1 ) of the npn transistor chain ( 210 ) is connected to the second supply voltage (VSS), wherein the base terminals of the one or more npn transistors are respectively connected to the emitter terminal of the preceding npn transistor and wherein the emitter terminal of a last npn transistor ( 210-5 ) of the npn transistor chain ( 210 ) with the input and / or output contact ( 100 ) connected is; and supplying a current (I bias ) with a current source ( 300 ) connected to an emitter terminal of one of the plurality of npn transistors of the npn transistor chain ( 210 ), the power source ( 300 ) can produce a voltage lower than the second supply voltage (VSS), and wherein the current source ( 300 ) can supply a current which is in contact with the input and / or output up to a maximum tolerable voltage deviation from the second supply voltage (VSS) ( 100 ) compensates a current flowing out of the emitter terminal. Verfahren zum ESD-Schutz, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Ein- und/oder Ausgabekontakts (100); Bereitstellen einer ersten Versorgungsspannung (VDD); Bereitstellen einer zweiten Versorgungsspannung (VSS), wobei die erste Versorgungsspannung (VDD) höher als die zweite Versorgungsspannung (VSS) ist; Herstellen einer Verbindung zwischen dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) und einem Anschluss für die erste Versorgungsspannung (VDD) mittels einer pnp-Transistorkette (220), wenn eine maximal tolerierbare Spannungsabweichung (ΔVmax) von dem ersten Versorgungspotential (VDD) überschritten wird, wobei die pnp-Transistorkette (220) mehrere pnp-Transistoren (220-1–5) aufweist, wobei Kollektoranschlüsse der pnp-Transistoren mit der zweiten Versorgungsspannung (VSS) verbunden sind, wobei der Basisanschluss eines ersten pnp-Transistors (220-1) der pnp-Transistorkette (220) mit der ersten Versorgungsspannungen (VDD) verbunden ist, wobei die Basisanschlüsse des oder der übrigen pnp-Transistoren jeweils mit dem Emitteranschluss des vorhergehenden pnp-Transistors verbunden sind und wobei der Emitteranschluss eines letzten pnp-Transistors (220-5) der pnp-Transistorkette (220) mit dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) verbunden ist; und Liefern eines Stroms (Ibias) mit einer Stromquelle (400), die mit einem Emitteranschluss von einem der mehreren pnp-Transistoren der pnp-Transistorkette (220) verbunden ist, wobei die Stromquelle (400) eine gegenüber der ersten Versorgungsspannung (VDD) höhere Spannung erzeugen kann, und wobei die Stromquelle (400) einen Strom liefern kann, der bis zu einer maximalen tolerierbaren Spannungsabweichung von der ersten Versorgungsspannung (VDD) an dem Ein- und/oder Ausgabekontakt (100) einen in den Emitteranschluss fließenden Strom kompensiert.Method for ESD protection, comprising the following steps: providing an input and / or output contact ( 100 ); Providing a first supply voltage (VDD); Providing a second supply voltage (VSS), the first supply voltage (VDD) being higher than the second supply voltage (VSS); Establishing a connection between the input and / or output contact ( 100 ) and a connection for the first supply voltage (VDD) by means of a pnp transistor chain ( 220 ), when a maximum tolerable voltage deviation (ΔV max ) from the first supply potential (VDD) is exceeded, the pnp transistor chain ( 220 ) a plurality of PNP transistors ( 220-1 5), wherein collector terminals of the pnp transistors are connected to the second supply voltage (VSS), wherein the base terminal of a first pnp transistor ( 220-1 ) of the pnp transistor chain ( 220 ) is connected to the first supply voltages (VDD), wherein the base terminals of the one or more pnp transistors are respectively connected to the emitter terminal of the preceding pnp transistor and wherein the emitter terminal of a last pnp transistor ( 220-5 ) of the pnp transistor chain ( 220 ) with the input and / or output contact ( 100 ) connected is; and supplying a current (I bias ) with a current source ( 400 ) connected to an emitter terminal of one of the plurality of pnp transistors of the pnp transistor chain ( 220 ), the power source ( 400 ) can generate a voltage higher than the first supply voltage (VDD), and wherein the current source ( 400 ) can supply a current which is up to a maximum tolerable voltage deviation from the first supply voltage (VDD) at the input and / or output contact ( 100 ) compensates for a current flowing in the emitter terminal.
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